煅后石油焦的用途(石油焦煅烧程度对预焙阳极显微结构及电解消耗的影响（下）)

Posted 2023-06-02

篇首语：夫君子之行，静以修身，俭以养德，非淡泊无以明志，非宁静无以致远。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了煅后石油焦的用途(石油焦煅烧程度对预焙阳极显微结构及电解消耗的影响（下）)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

煅后石油焦的用途(石油焦煅烧程度对预焙阳极显微结构及电解消耗的影响（下）)

上篇文章《石油焦煅烧程度对预焙阳极显微结构及电解消耗的影响（上）》我们主要通过试验分析的方式探究了石油焦不同煅烧程度对预焙阳极显微结构的影响。本文紧跟前文思路，继续就石油焦煅烧程度对预焙阳极理化性能指标及电解消耗的影响进行探讨。供企业参考。

对阳极体积密度及显气孔率的影响

上图1为不同煅烧程度石油焦炭阳极体积密度和显气孔率的测试结果。由图可知，炭阳极体积密度随石油焦煅烧程度的降低先增大后减小，显气孔率变化规律正好相反。CA-900体积密度最大，显气孔率最小，而CA-1100显气孔率最大，体积密度较小。

CA-800孔隙率大于CA-900煅后焦炭阳极可能的原因是C-800二次收缩幅度大于粘结剂碳化收缩，形成较多的界面孔；但C-900二次收缩幅度与粘结剂碳化收缩接近，能够整体收缩，故可获得更小的孔隙率。

不同微晶值煅后焦的炭阳极焙烧过程体积收缩率如上图2所示。炭阳极收缩率随煅后焦煅烧程度降低逐渐升高，CA-800收缩率最大，CA-1100最小。此结果表明，炭阳极收缩率主要由煅后焦骨料煅烧程度决定，受粘结剂碳化过程影响较小。

此外，由图2可知，石油焦煅烧程度（碳微晶尺寸>1.7nm）对炭阳极失重率影响较小，焙烧过程中低煅焦骨料主要进行碳结构致密化。

对阳极反应性的影响

下图3为不同石油焦煅烧程度炭阳极空气反应质量损失曲线。炭阳极空气反应质量损失率随煅后焦微晶值的减小先减小后增大，其变化趋势与炭阳极显气孔率变化规律类似，与体积密度变化趋势相反。

将石油焦煅烧程度从2.7nm降低至1.9nm，可降低空气反应质量损失34.7%。这主要是由于普通炭阳极显气孔率高，孔隙连通率和视孔隙比表面积大，空气渗入阳极内部的量大，造成空气反应质量损失增大。

CA-800空气反应质量损失率明显大于其他炭阳极，主要是由于CA-800的V残留量最大为1.89×10-4具体见上表1，V对CO2反应性有强催化作用，使其具有强空气反应活性，同时CA-800内大裂纹界面孔为空气渗透提供大量通道，碳微晶值在1.9-2.7nm范围内，降低石油焦煅烧程度有利于降低炭阳极空气反应性。

上图4为不同煅烧程度石油焦炭阳极CO2反应质量损失率曲线。其中炭阳极CO2反应质量损失率随煅后焦微晶值的减小先减小后增大，将石油焦煅烧程度从2.7nm降低至1.9nm,可减少炭阳极CO2反应质量损失34.8%。

总之，相对煅后焦活性，阳极孔隙结构对炭阳极反应性起主导作用，降低石油焦煅烧程度同时配合较小的炭阳极孔隙率、孔隙连通性和视孔隙比表面积，可获得空气反应性较低的炭阳极。

石油焦煅烧程度与炭阳极电解消耗

上图5为不同煅烧程度石油焦制备的阳极电解消耗测试结果曲线。由图可知，炭阳极电解消耗随石油焦煅烧程度降低先减少后增加，CA-900的炭阳极消耗最少，CA-1100普通煅后焦消耗最大。将普通煅后焦煅烧程度降低至1.9nm,可减少炭阳极电解消耗4.7%。

上图6是不同煅烧程度石油焦炭阳极电解时碳渣量变化曲线。其中碳渣量随石油焦煅烧程度降低逐渐降低。CA-800和CA-900碳渣量最少，约为1.8kg·t-1，CA-1100最多，为27.6kg·t-1，结果说明，适当降低石油焦煅烧程度是影响电解时碳渣量的重要因素。

综上所述，石油焦煅烧程度可影响炭阳极晶体结构参数、显微结构及部分理化性能指标，同时也是决定铝电解阳极消耗的重要工艺因素。因此企业在电解生产过程中可通过适当降低石油焦煅烧程度的方式来尽可能减少碳渣含量。

文章转载自：中商碳素研究院